基于实验探究开展以化学学科素养为本的教学—以“对氢氧化钠变质问题的探究”为例

发表时间:2020/11/20   来源:《中国教师》2020第9期   作者: 周纯1 张建策1**
[导读] 氢氧化钠变质问题是初中化学酸、碱、盐学习中的一个重点内容,对学生来说也是一个难点。
        周纯1 张建策1**
        1.岳阳市第九中学 湖南岳阳 414000 2.湖南理工学院化学化工学院 湖南岳阳
        摘要 氢氧化钠变质问题是初中化学酸、碱、盐学习中的一个重点内容,对学生来说也是一个难点。学生从“问题”出发,设计实验方案,进行实验探究,用实验探究方式解决实际问题,有利于学生化学核心素养的发展。再结合习题进行巩固,拓展,总结,从而达到突破难点,知识迁移的目的。
        关键词 实验探究 氢氧化钠变质  化学核心素养
        氢氧化钠变质问题是酸、碱、盐学习中的一个重点内容,是对酸、碱、盐化学性质和复分解反应发生条件的综合运用。人教版化学九年级下册第十一单元专门针对这个问题设置了课后习题,但是在习题讲解过程中,很多学生感觉难理解,尤其是对于氢氧化钠变质程度的问题,大多数学生感觉到有困难。而此内容在中考之中主要以实验探究的题型出现,注重考查学生运用所学问题解决实际问题的能力。所以突破这一难点,对提升学生知识水平,思维水平,能力水平都具有重要意义。
        1 教学现状与设计理念
        鉴于教学中单纯的练习和讲解,对于难点的突破效果不理想状况,究其原因,主要是初中学生的思维大部分还是以具体的形象思维为主,抽象逻辑思维能力还没有充分发展[1],所以仅仅采取讲练的方式,学生会感觉思维难以跟上,同时也难以激起学生的学习兴趣。本节课采取实验探究的方式,先设计探究情境,引发学生学习兴趣,引导学生自主设计实验方案,学生运用自己设计的方案进行实验,总结出证明氢氧化钠变质,部分变质,全部变质的方法,再结合习题进行巩固,拓展,再总结。以达到突破难点,提升学生思维水平和通过实验探究方式解决实际问题的目的。
        2 教学目标
        1、知道氢氧化钠变质的原因,能够自己设计实验证明氢氧化钠是否变质,变质程度如何;
        2、通过分析,设计实验,进行实验的过程了解运用酸、碱、盐化学性质和复分解反应发生条件的知识进行物质的检验和验证的一般方法,能用实验探究方式解决简单的实际问题。
        *湖南省教育科学“十三五”规划2020年度课题青年资助专项(ND209208)
        **通讯联系人,zhjc0436@163.com
        3、树立探究后对知识进行归纳总结的意识,培养学生严谨的思维习惯。
        3教学重点难点
        重点:氢氧化钠变质原因,证明氢氧化钠是否变质和变质程度的方法
        难点:证明氢氧化钠变质程度的方法
        4教学过程
        4.1直入主题,分析氢氧化钠变质原因
        我们都知道,氢氧化钠暴露在空气中容易变质,原因是什么?请写出化学反应方程式。
        设计理念:有的学生对氢氧化钠潮解和变质分辨不清,所以对氢氧化钠变质原因的分析有利于让学生理解,检验氢氧化钠变质应该检验哪一种物质。
        4.2创设探究情境,引发学生探究兴趣
        老师从实验室拿来了一瓶氢氧化钠溶液,不知道它是否变质,现在老师给大家提供如下溶液:①酚酞溶液、②石蕊溶液、③稀盐酸溶液、④澄清石灰水、⑤氯化钙溶液,请同学们分组讨论设计方案,帮助我证明这瓶氢氧化钠溶液是否变质。
        学生设计好方案以后,派代表到讲台进行演示实验。


        实验完毕教师进行板书总结
        1、证明氢氧化钠是否变质
                                     现象                   化学方程式
        (1)用稀盐酸溶液         产生气泡       Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑
        (2)用澄清石灰水          变浑浊          Na2CO3+Ca(OH)2 == CaCO3↓ +2NaOH
        (3)用氯化钙溶液        产生变白色沉淀  Na2CO3+CaCl2 == CaCO3↓ +2NaCl
        2、提问:为什么没有人选择酚酞溶液和石蕊溶液?
        设计思路:通过创设情景,给定试剂,限定条件激发学生探究欲望,通过设计实验,进行实验解决问题,让学生感受到运用所学知识解决问题的。
        4.3分层设问,深入思考,层层递进
        通过同学们的实验,证明这瓶氢氧化钠已经变质,那么变质程度如何?是全部变质还是部分变质?设问:
        (1)如果部分变质,溶液中有哪些物质?
        (2)如果全部变质,溶液中有哪些物质?
        (3)检验全部变质还是部分变质应该检验哪种物质[2]?
        老师在实验室取了另外两瓶氢氧化钠溶液,实验室老师告诉我,一瓶是部分变质,一瓶已经全部变质了,但是现在老师也分不清了,现在老师同样提供①酚酞溶液、②石蕊溶液、③稀盐酸溶液、④澄清石灰水、⑤氯化钙溶液,请你们帮老师分辨一下。
        引导学生讨论设计实验方案,请学生根据自己的方案进行演示实验
        实验完毕教师进行归纳总结
        1、检验氢氧化钠的变质程度方案1:
        (1)部分变质:加入过量的氯化钙溶液,静置,取上层清液,滴加酚酞,酚酞变红
        (2)全部变质:加入过量的氯化钙溶液,静置,取上层清液,滴加酚酞,酚酞不变色
        化学反应方程式:Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl
        提问:为什么不选择氢氧化钙溶液?
        思考:为什么氯化钙溶液要过量,如何确定是否过量?
        2、检验氢氧化钠的变质程度方案2:
        (1)部分变质:逐滴滴加稀盐酸,刚开始无气泡,过一会产生气泡
        (2)全部变质:逐滴滴加稀盐酸,刚开始无气泡,过一会产生气泡
        化学反应方程式:NaOH+HCl==NaCl+H2ONa2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑
        分析:两个反应发生有先后,优先中和反应
        思考:为何我们书本和习题中大多数选择方案一?此时学生非常清楚,方案二的现象没有方案一明显,所以选择方案一更好。
        4.4巩固练习,思维拓展
        设计练习,巩固运用稀盐酸,氢氧化钙,氯化钙证明氢氧化钠的变质问题的方法和步骤,再次复习不直接选酚酞证明氢氧化钠变质的原因,不用氢氧化钙证明氢氧化钠部分变质的原因,在此基础上进行拓展,由氢氧化钠可拓展到氢氧化钾,氢氧化钙的变质问题,试剂选择从氢氧化钙可拓展到运用氢氧化钡,氯化钙拓展到氯化钡,证明氢氧化钠的部分变质,除去碳酸钠以后,滴加酚酞,酚酞可以拓展到运用氯化铜,氯化铁。再进行归纳和总结,由对物质的检验拓展到对离子的检验,从而使学生将这部分知识与复分解反应的知识联系起来解决问题。
        5反思
        本堂课的亮点是在探究氢氧化钠部分变质时,学生在讨论过程中,不仅想到了使用常用的用氯化钙和酚酞的方法,还有同学想到了直接使用稀盐酸的方法,讨论使本堂课达到了高潮,学生的讨论热烈,好奇心也被激发,对整个实验充满期待。其次是对氯化钙过量问题在实验时如何实现的问题,通过实验演示,加深了学生对物质检验过程中,使用沉淀,过滤的办法对物质进行分离的理解,知道沉淀过滤,取上层清液,是物质检验过程中的常用方法。第三是归纳总结板书,每次探究实验之后,对实验方案进行总结,从氢氧化钠变质的原因,如何检验氢氧化钠是否变质,如何证明氢氧化钠的变质程度,对关键问题进行讨论,对基本方法步骤进行板书,帮助学生在头脑中构建氢氧化钠变质问题的完整的知识体系。四是拓展,由对一个问题的解决,拓展到对一类问题的解决,让学生感受到对知识进行归纳总结的重要意义,从而树立学习过程中应该进行归纳总结的意识。
        参考文献
        [1]王后雄中学化学课程标准与教材分析科学出版社2016-01-01
        [2]陈东勃.以有效问题突破化学教学难点——以“探究氢氧化钠变质”的教学为例[J].福建基础教育研究,2015(05):81-83.
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